Il sistema di controllo distribuito è il più popolare, progettato appositamente con ridondanza e capacità diagnostiche per migliorare l'affidabilità e le prestazioni del controllo. Offre una maggiore flessibilità per controllare i dispositivi di campo discreti distribuiti e le relative stazioni operative
In questa era di rivoluzione tecnologica, il sistema di automazione industriale si occupa di tecnologie avanzate di controllo dell'automazione per avere migliori prestazioni di controllo su processi complessi.
Sistema di controllo distribuito
Per aumentare l'affidabilità, la produttività e la qualità riducendo al minimo i costi di produzione, le industrie di controllo dei processi devono essere guidate da controller integrati con elevata capacità di controllo distribuito.
Cos'è un sistema di controllo distribuito
Il sistema di controllo distribuito è un sistema di controllo appositamente progettato utilizzato per controllare applicazioni complesse, di grandi dimensioni e geograficamente distribuite nei processi industriali. In questo, i controller sono distribuiti su tutta l'area dell'impianto.
Questi controller distribuiti sono collegati sia ai dispositivi di campo che ai PC operativi tramite reti di comunicazione ad alta velocità come mostrato nella figura.
I dispositivi di campo discreti come sensori e attuatori sono collegati direttamente ai moduli controller di ingresso e uscita tramite un bus di comunicazione. Questi dispositivi di campo o strumenti intelligenti sono in grado di comunicare con PLC o altri controller mentre interagiscono con parametri del mondo reale come temperatura, pressione, ecc.
Architettura DCS
I controller sono distribuiti geograficamente in varie sezioni dell'area di controllo e sono collegati alle stazioni operative e di ingegneria che vengono utilizzate per il monitoraggio dei dati, la registrazione dei dati, l'allarme e lo scopo di controllo tramite un altro bus di comunicazione ad alta velocità.
Questi protocolli di comunicazione sono di diversi tipi come il bus di base, HART, Profibus, Modbus, ecc. DCS fornisce informazioni a più display per l'interfaccia utente.
4 Elementi di base del sistema di controllo distribuito
Il sistema di controllo distribuito interagisce continuamente con i processi nelle applicazioni di controllo di processo, quelle che riceve istruzioni dall'operatore. Inoltre facilita i set point variabili e l'apertura e la chiusura delle valvole per il controllo manuale da parte dell'operatore. La sua interfaccia uomo-macchina (HMI), i faceplate e la visualizzazione delle tendenze consentono un monitoraggio efficace dei processi industriali.
Elementi di DCS
PC di ingegneria o controller
Questo controller è il controller di supervisione su tutti i controller di elaborazione distribuita. In questo controller vengono eseguiti algoritmi di controllo e configurazione di vari dispositivi. La comunicazione di rete tra l'elaborazione e il PC di ingegnerizzazione può essere implementata mediante configurazioni simplex o ridondanti.
Controller distribuito o unità di controllo locale
Può essere posizionato vicino ai dispositivi di campo (sensori e attuatori) o ad alcune posizioni in cui questi dispositivi di campo sono collegati tramite il collegamento di comunicazione. Riceve le istruzioni dalla stazione di ingegneria come il set point e altri parametri e controlla direttamente i dispositivi di campo.
Può rilevare e controllare ingressi / uscite sia analogici che digitali da moduli I / O analogici e digitali. Questi moduli sono estendibili in base al numero di ingressi e uscite. Raccoglie le informazioni dai dispositivi di campo discreti e invia queste informazioni alle stazioni operative e di ingegneria.
Nella figura sopra, i controller AC 700F e AC 800F fungono da interfaccia di comunicazione tra i dispositivi di campo e le stazioni di ingegneria. La maggior parte dei casi funge da controllo locale per gli strumenti da campo.
Stazione operativa o HMI
Viene utilizzato per monitorare graficamente i parametri dell'intero impianto e per registrare i dati nei sistemi di database dell'impianto. La visualizzazione dell'andamento di vari parametri di processo fornisce una visualizzazione efficace e un facile monitoraggio.
Queste stazioni operative sono di diversi tipi, come alcune stazioni operative (PC) utilizzate per monitorare solo i parametri, alcune per la sola visualizzazione dei trend, altre per la registrazione dei dati e requisiti di allarme. Questi possono anche essere configurati per avere capacità di controllo.
Mezzi di comunicazione e protocollo
Il supporto di comunicazione è costituito da cavi di trasmissione per trasmettere i dati come cavi coassiali, fili di rame, cavi in fibra ottica e talvolta potrebbe essere wireless. Protocolli di comunicazione selezionati dipendono dal numero di dispositivi da connettere a questa rete.
Ad esempio, RS232 supporta solo 2 dispositivi e Profibus per 126 dispositivi o nodi. Alcuni di questi protocolli includono Ethernet, DeviceNet, il bus del campo base, Modbus, CAN, ecc.
In DCS, due o più protocolli di comunicazione vengono utilizzati tra due o più aree come tra dispositivi di controllo di campo e controller distribuiti e un altro tra controller distribuiti e stazioni di controllo di supervisione come stazioni operative e di ingegneria.
7 Caratteristiche importanti di DCS
• Per gestire processi complessi:
Nella struttura dell'automazione di fabbrica, Controllore logico di programmazione PLC viene utilizzato per controllare e monitorare i parametri di processo a requisiti di alta velocità. Tuttavia, a causa della limitazione di un numero di dispositivi I / O, i PLC non possono gestire strutture complesse.
Gestione di processi complessi
Quindi DCS è preferito per applicazioni di controllo complesse con più numero di I / O con controller dedicati. Questi vengono utilizzati nei processi di produzione in cui la progettazione di più prodotti avviene in più procedure come il controllo del processo batch.
Ridondanza del sistema:
Ridondanza del sistema
DCS facilita la disponibilità del sistema quando necessario grazie a funzionalità ridondanti a ogni livello.
Riprendere il funzionamento a regime dopo eventuali interruzioni, pianificate o non pianificate, è leggermente migliore rispetto ad altri dispositivi di controllo dell'automazione.
La ridondanza aumenta l'affidabilità del sistema mantenendo il funzionamento continuo del sistema anche in alcune anomalie mentre il sistema è in funzione.
Molti blocchi funzione predefiniti:
Blocco funzione predefinito
DCS offre molti algoritmi, librerie di applicazioni più standard, funzioni pre-testate e predefinite per gestire sistemi complessi di grandi dimensioni. Ciò rende la programmazione per controllare varie applicazioni facile e richiede meno tempo per la programmazione e il controllo.
Potenti linguaggi di programmazione:
Fornisce un numero maggiore di linguaggi di programmazione come ladder, blocco funzione, sequenziale, ecc.Per creare una programmazione personalizzata in base all'interesse dell'utente.
HMI più sofisticato:
Simile al Sistema SCADA , DCS può anche monitorare e controllare tramite HMI (Human Machine Interface) che fornisce dati sufficienti all'operatore per caricare vari processi e funge da cuore del sistema. Ma questo tipo di file sistema di controllo industriale copre vaste aree geografiche mentre DCS copre le aree confinate.
HMI sofisticato
DCS porta completamente l'intero impianto di processo nella sala di controllo come una finestra del PC. Trending, logging e rappresentazione grafica degli HMI forniscono un'interfaccia utente efficace. Il potente sistema di allarme DCS aiuta gli operatori a rispondere più rapidamente alle condizioni dell'impianto
Piattaforma scalabile:
La struttura di DCS può essere scalabile in base al numero di I / O da sistemi server piccoli a grandi aggiungendo più client e server nel sistema di comunicazione e anche aggiungendo più moduli I / O nei controller distribuiti.
Sicurezza del sistema:
L'accesso al controllo di vari processi porta alla sicurezza dell'impianto. Il design DCS offre un sistema sicuro perfetto per gestire le funzioni del sistema per un migliore controllo dell'automazione di fabbrica. La sicurezza viene fornita anche a diversi livelli come il livello ingegnere, livello imprenditore, livello operatore, ecc.
Applicazione del sistema di controllo distribuito
Il sistema DCS può essere implementato in una semplice applicazione come la gestione del carico utilizzando una rete di microcontrollori.
Applicazione di DCS
Qui l'input è dato da una tastiera a un microcontrollore, che comunica con gli altri due microcontrollori. Uno dei microcontrollori viene utilizzato per visualizzare lo stato del processo e dei carichi, mentre l'altro microcontrollore controlla il driver del relè. Il driver del relè, a sua volta, guida il relè per azionare il carico.
Spero che abbiate compreso il concetto di sistema di controllo distribuito e la sua importanza. Ecco una domanda di base per te: Fornisci qualsiasi applicazione di un DCS di cui sei a conoscenza.
Per favore condividi le tue idee e suggerimenti su questo articolo nella sezione commenti qui sotto.
Crediti fotografici:
Sistema di controllo distribuito (DCS) di furetto
Architettura DCS di plantervices
Elementi di DCS di automazione
Complesso industriale struttura di congatec
Ridondanza del sistema di kepware
Blocco funzionale predefinito di tracemode
HMI sofisticato di tradeindia
